Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование (1053456), страница 44
Текст из файла (страница 44)
10.32, а, б, в, г, д, е, ж, з, а в табл. 10.8 приведены их технические характеристики. Крепление вращающихся трансформаторов фланцевое с упорным буртиком. Режим работы продолжительный. 295 Таблица 108 Технические характеристики вращаюн(ихся трансформаторов Наименование да акте котики Номинальная частота напряже- ния воз- буждения, Гп Момент статичес- когоо трения, Нм Номи- нальное напря- жение, В Погрсш- Частота ность врашсння отобра- акта, мания, % об(мин Гарантий нал нара ботка, ч Тип датчика Масса кг к0,02 +0,04 к0,06 к0,1 0,0015 0,35 М ВТ-2 (скат! ЗО 28 ВТ20-Д20 (скату 27 12 50,05 20,1 к0.2 0,065 БСКТ-220-1 (СК ВТЗ СКТ.6465 (СКВТЗ 36 20,2 л0,35 20.5 125 0,0004 0,07 36 лг 22' О,!8 СКТД-6465 (СКТВ 36 0,3 150 10 БИФ-019 (фазовраша- тсль 15 0,000 5 50ДС-32-1 (датчик гда 36 к0,05жб1, 5 0,17 Рабочий угол повота а к50ь 40 0,055 15' ДУ-34-1 (датчик гла1 Рабочий угол пово- рота 360' 0,1 ч! 3,2 втло 0,16 52 10' 513,2 0,3 3', 52 10' 5000 6!3,2 ВТ80 0,5 52 10' <13,2 ВТ120 10.3.
Датчики скорости 296 Датчики скорости предназначены для получения в меха- тронном модуле сигнала обратной связи по скорости, которая является корректирующей обратной связью, обеспечивающей устойчивость работы мехатронного модуля. Поэтому к датчикам скорости не предъявляют таких жестких требований по линейности и точности, как к датчикам 'положения. Они должны иметь главным образом хорошую чувствительность, особенно при малых скоростях. Для получения сигнала по скорости в мехатронном модуле могут быть использованы импульсные датчики, рассмотренные выше. В этом случае мехатронный модуль должен дополнительно содержать преобразователь частоты импульсов в скоростной сигнал. Точность получения скоростного сигнала таким способом зависит от числа импульсов на оборот вала. Таким образом, использование в силовом модуле импульсного датчика позволяет выделить два сигнала: по положению и по скорости, что упрошает конструкцию мехатронного модуля.
Для получения сигнала только по скорости используют специальные датчики скорости — тахогенераторы и фотоимпульсные датчики скорости. Тахогенераторы представляют собой электрические микромашины, выходное напряжение которых пропорционально угловой скорости вращения ротора. В зависимости от принципа действия тахогенераторы делят на три группы: тахогенераторы постоянного тока, асинхронные н синхронные, Тип тахогенератора выбирают в зависимости от требований точности, линейности скоростной характеристики диапазона изменения частоты вращения двигателя, условий эксплуатации, надежности, габаритных размеров, массы, В мехатронных модулях с коллекторными двигателями постоянного тока, как правило, применяют коллекторные тахогенераторы постоянного тока.
В модулях с бесконтактнымн асинхронными и синхронными двигателями, применяемыми во взрыво- н пожароопасных средах, используют бесконтактные асинхронные и синхронные тахогенераторы. В качестве тахогенераторов постоянного тока (ТГП) применяют двухполюсные микромашины постоянного тока с электромагнитным и магнитоэлектрическим (от постоянных магнитов) возбуждением. На рис. 10.35 изображены коллекторные тахогенераторы постоянного тока ТТП-1 и ТГП-1А с зубцовым ротором, на рис. 10.36 — тахогенератор ТП-80-20-0,2 встраиваемый, а нх технические характеристики приведены в табл. 10.9. Рос.
70.35 297 Асинхронные тахогенераторы (ТГА) представляют собой двухфазную электрическую микромашину с полым немагнитным ротором. На статоре расположены две обмотки: возбуждения и генераторная. Асинхронный однофазный тахогенератор ТГ-5А с полым не- магнитным ротором и термокомпенсатором температурной погрешности выходного напряжения представлен на рис.
10.37, а его технические характеристики приведены в табл. 10.9. Синхронные тахо- генераторы (ТГ) представляют собой информационную электрическую микромашину с $ в в возбуждением от посто- О янных магнитов, расположенных на роторе. Амплитуда и частота М выходного сигнала явля- ется функцией частоты Ряс. Гр.эу врашения ротора. На рнс, 10.33 показаны синхронные двухполюсные трехфазные тахогенераторы СГ- 024 и СГ-025, а их технические характеристикм даны в табл. 10.9, Электрический сигнал с тахогенератора находится в прямой зависимости от частоты врашения вала.
Поэтому его устанавливают на быстроходном валу мехатронного модуля: либо непосредственно на валу двигателя, либо соединяют с ннм при помоши кинематического преобразователя движения. Прн согласовании частот вращение валов тахогенератора и двигателя необходимо наиболее полно 299 использовать рабочий диапазон частот вращения тахогенератора, не превышая при этом его наибольшей частоты вращения.
Соединение валов двигателя и тахогенератора должно быть безлюфтовым, так как люфт приводит к искажению скоростного сигнала. Как правило, все тахогенераторьг представляют собой электрические мик- аз 57 ромашины, выполненные в ~97 виде законченных конст- Рис. 10.38 руктивных узлов, но также могут иметь встраиваемое исполнение. Встраиваемый тахогенератор устанавливают непосредственно на валу, а его корпус скрепляют с корпусом двигателя.
Кроме того, двигатели некоторых серий имеют в своем составе встроенный тахогенератор, например, двигатели серий ДПМ, ДП, ДПУ, ПЯ. Фотоимпульсыый датчик скорости представляет собой устройство, состоящее из источника излучения (светодиода), фотоприемника (фотодиода) и подвижного элемента-диска ,2 ) з или линейки - с равномерно распределенными на них отверстиями или прорезями.
Диск или линейку крепят на не- - в подвижном элементе мехатронного модуля. В фотоимпульсном датчике угловой скорости (рис. 10.39) световой поток ст источника излучения !, проходя через отверстия или прорези в диске 2, попадает на чувствительную поверхность фотоприемника 3, генерируя в нем электрические импульсы с частотой, Гц: а .Ф" где а — число импульсов; $ — время перемещения подвижного элемента-диска (при линейном перемещении - линейки), с. 299 Таблица 10.9 Технические характеристики тахогеиераторов Тип тахо. генера- тора м ° щ, кг ТГП-1 7000 О,5 5...6 тГП-1А ХЮ 2О 1,2 Тг-5* 9000 .!15 1.2 0,2й го 2,5 СГ-020 50 0,19 1,О 25 СГ-025 5И10 0,19 1.О Номина.
яьная час- тота вра. щения п„,„,- об/мнн Напряжение аоэ" бувщения П,В Выхояиос напрщке- нис, и,в Кругизна выховио-го напряжения 3, мв/(об/нину Невинов- ность из- мерения выховного енгнваа н. к Асиммет- рия вы- ходного напрщкс- иня гьг. % Частота напржсния аозбу;касини Г, Ги Частота выхоно- го напря- жения 1,, Гп Сопртив- ясине наг- рузки В„, кОм Момент ещтггчсс- кого тре- ния М,„»10.с, Н 'ьг Угловую скорость лиска, а соответственно и вала на котором он закреплен, определяют в виде„рад/с; 2х.
Г о~о Г где а — значение одного импульса, рад; Х вЂ” число отверстий или прорезей вдоль окружности диска. В фотоимпульсном датчике линейной скорости, содержащей линейку с равномерно распределенными на ней отверстиями или прорезями, частоту генерируемых в фотоприемнике электрических импульсов определяют по приведенной выше формуле. Линейную скорость линейки, а соответственно и поступательно перемещающегося элемента мехатронного модуля с которым она скреплена, определяют в виде, м/гх у~В Гы —, где  — значение одного импульса, м; 1.
— длина линейки, м. Рассмотренные фотоимпульсные датчики скорости можно использовать и для определения перемещений подвижного звена. При вращательном движении звена перемещение можно определить, рад: 2х а р ~ РГ При поступательном движении звена перемещение равно, м: Ь а Я=— Х зо1 Глава 11 НАДЕЖНОСТЬ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ 11.1. Основные понятия надежности Надежность (общая) — свойство объекта (изделия) сохранять во времени в установленных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых функций в заданных условиях эксплуатации [37[.
Современные мехатронные модули состоят из различных взаимодействующих механических, электромеханических, электронных и информационных устройств. Отказ в работе хотя бы одного элемента такой сложной системы может привести к нарушению работы всего мехатронного модуля. В теории надежности рассматривают следующие обобщенные объекты: изделие — единица продукции, выпускаемая данным предприятием, цехом и т. д. (например подшипник, зубчатое колесо, электродвигатель, мехатронный модуль, мехатронное устройство, промышленный робот); элемент — простейшая при данном рассмотрении составная часть изделия, состоящая из одной или нескольких деталей; система — совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.
Понятия элемента и системы трансформируются друг в друга в зависимости от поставленной задачи. Мехатронный модуль при установлении его собственной надежности рассматривают как систему, состоящую из отдельных элементов — преобразователей движения, деталей и т.д., а при изучении надежности робота — как элемент. Надежность характеризуют следующими основными состояниями и событиями [37,4Ц. Работоспособность — состояние изделия при котором оно способно нормально выполнять заданные функции.
Исправность — состояние изделия, при котором оно удовлетворяет всем не только основным, но и вспомогательным требованиям. Неисправность — состояние изделия, при котором оно не соответствует хотя бы одному из требований технической документации. Различают неисправности не приводящие к отказам, и неисправности и их сочетания приводящие к отказам. 302 Отказ — событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности. Их делят на отказы функционирования, при которых выполнение своих функций рассматриваемым элементом или объектом прекращается (например, поломка зубьев зубчатого колеса), и отказы параметрические, при которых некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах (например, изменение точности работы мехатронного модуля).
Отказы делят на внезапные (поломки от перегрузок, заедания), постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, перегорания ламп, короткие замыкания из-за старения изоляции) и постепенные (износ, старение, коррозия, залипание). По причинам возникновения отказы делят на конструкционные, вызванные недостатками конструкции, технологические, вызванные несовершенством или нарушением технологии, и эксплуатационные, вызванные неправильной эксплуатацией.
Отказы в соответствии со своей физической природой бывают связаны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивание, износ, коррозия, старение) или не связаны с разрушением (засорение каналов подачи рабочей жидкости в гидро- приводах, ослабление соединений, загрязнение или ослабление электроконтактов). По возможности дальнейшего использования изделия отказы разделяют на полные, исключающие возможность работы изделия до их устранения, и частичные, при которых изделие может частично использоваться. По сложности устранения различают отказы, устранимые в порядке технического обслуживания, в порядке среднего или капитального ремонта и по месту устранения — устранимые в эксплуатационных и стационарных условиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
